Додатокa алгоритм вирішення винахідницьких задач аввз-77

Частина 1. Вибір задачі

1.1.Визначити кінцеву мету вирішення задачі:

а) Яку характеристику об’єкта треба змінити?

б) Які характеристики об’єкта взагалі не можна змінювати при вирішенні задачі?

в) Які витрати знизяться, якщо задача буде вирішена?

г) Які (приблизно) припустимі витрати?

д) Який головний техніко-економічний показник треба поліпшити?

1.2.Перевірити обхідний шлях. Припустимо, задача принципово не має вирішення: яку іншу задачу треба вирішити, щоб отримати необхідний кінцевий результат?

а) Переформулювати задачу, перейшовши на рівень надсистеми, у яку входить задана в задачі система.

б) Переформулювати задачу, перейшовши на рівень підсистем (речовин), що входять у задану в задачі систему.

в) На трьох рівнях (надсистема, система, підсистема) переформулювати задачу, замінивши необхідну дію (чи властивість) зворотною.

1.3 Визначити, вирішення якої задачі доцільніше – первісної чи однієї з обхідних. Зробити вибір.

Примітка. При виборі повинні бути враховані фактори об’єктивні (які резерви розвитку заданої в задачі системи) і суб’єктивні (на яку задачу узята установка – мінімальну чи максимальну).

1.4 Визначити необхідні кількісні показники.

1.5 Збільшити необхідні кількісні показники з огляду на час, необхідний для реалізації винаходу.

1.6 Уточнити вимоги, викликані конкретними умовами, у яких передбачається реалізація винаходу.

а) Врахувати особливості впровадження, зокрема, ступінь складності рішення, що допускається .

б) Врахувати передбачувані масштаби застосування.

1.7. Перевірити, чи вирішується задача прямим застосуванням стан­дартів на вирішення винахідницьких задач. Якщо відповідь отримана, перейти до 5.1. Якщо відповіді немає, перейти до 1.8.

1.8.Уточнити задачу, використовуючи патентну інформацію.

а) Які (за патентними даними) є відповіді на задачі, близькі до даної?

б) Які є відповіді на задачі, схожі на дану, але які відносяться до ведучої галузі техніки?

в) Які є відповіді на задачі, зворотні до даної?

1.9 Застосувати оператор РЧВ.

а) Уявно змінюємо розміри об’єкта від заданої величини до 0. Як тепер вирішується задача?

б) Уявно змінюємо розміри об’єкта від заданої величини до нескінченності. Як тепер вирішується задача?

в) Уявно змінюємо час процесу (або швидкість руху об’єкта) від заданої величини до 0. Як тепер вирішується задача?

г) Уявно змінюємо час процесу (або швидкість руху об’єкта) від заданої величини до нескінченності. Як тепер вирішується задача?

д) Уявно змінюємо вартість (припустимі витрати) об’єкта або процесу від заданої величини до 0. Як тепер вирішується задача?

е) Уявно змінюємо вартість (припустимі витрати) об’єкта або процесу від заданої величини до нескінченності. Як тепер вирішується задача?

Частина 2. Побудова моделі задачі

2.1.Записати умови задачі, не використовуючи спеціальні терміни.

Антена радіотелескопа розташована в місцевості, де часто бувають грози. Для захисту від блискавок навколо антени необхідно поставити блискавковідводи (металеві стрижні). Але блискавковідводи затримують радіохвилі, створюючи радіотінь. Установити блискавковідводи на самій антені в даному випадку неможливо. Як бути?

2.2.Виділити і записати конфліктуючу пару елементів. Якщо за умовами задачі є тільки один елемент, перейти до кроку 4.2.

Правило 1. У конфліктуючу пару елементів обов’язково повинен входити виріб.

Правило 2.Другим елементом пари повинен бути елемент, з яким безпосередньо взаємодіє виріб ( інструмент чи другий виріб).

Правило 3. Якщо заданий один елемент (інструмент) і за умовами задачі він може мати два стани, треба взяти той стан, який забезпечує найкраще здійснення головного виробничого процесу (основної функції всієї технічної системи, зазначеної в задачі).

Правило 4. Якщо в задачі є пари однорідних взаємодіючих елементів (А1, А2,...і Б1, Б2...), досить взяти одну пару (А1 і Б1).

Приклади

У задачі два «вироби» – блискавка і радіохвилі і один інструмент – блискавковідвід. Конфлікт у даному випадку не усередині пар «блискавковідвід-блискавка» і «блискавковідвід-радіохвилі», а між цими парами.

Щоб перевести таку задачу в канонічну форму з однією конфліктуючою парою, потрібно заздалегідь додати інструменту властивість, необхідну для виконання основної виробничої дії даної технічної системи, тобто треба прийняти, що блискавковідводу немає і радіохвилі вільно проходять до антени.

Отже, конфліктуюча пара: відсутній блискавковідвід і блискавка (чи непровідний блискавковідвід і блискавка).

2.3. Записати дві взаємодії (дії, властивості) елементів конфліктуючої пари: наявну і ту, яку треба увести; корисну і шкідливу.

Приклади

Відсутній блискавковідвід не створює радіоперешкод.

Відсутній блискавковідвід не ловить блискавку.

2.4.Записати стандартне формулювання моделі задачі, указавши конфліктуючу пару і технічні протиріччя.

Приклади

Задані: відсутній блискавковідвід і блискавка. Такий блискавковідвід не створює радіоперешкод, але і не ловить блискавку.

Частина 3. Аналіз моделі задачі

3.1.Вибрати з елементів, що входять у модель задачі, той, який можна легко змінювати, заміняти і т. ін.

Правило 5.Технічні об’єкти легше змінювати, аніж природні.

Правило 6. Інструменти легше змінювати, аніж вироби.

Правило 7. Якщо в системі немає легко змінюваних елементів, слід вказати «зовнішнє середовище».

Приклади

Блискавковідвід – інструмент, «що обробляє» (змінює напрямок руху) блискавку, яку у даному випадку слід вважати виробом. Аналогія: дощова труба і дощ. Блискавка – природний об’єкт, блискавковідвід – технічний, тому об’єктом треба взяти блискавковідвід.

3.2 Записати стандартне формулювання ІКР (ідеального кінцевого результату).

Елемент (вказати елемент, обраний на кроці 3.1.) сам (сама, саме) усуває шкідливі взаємодії, зберігаючи здатність виконувати (указати корисна взаємодія).

Правило 8.У формулюванні ІКР завжди повинне бути слово «сам» («сама», «саме»).

Приклади

Відсутній блискавковідвід самзабезпечує піймання блискавки, зберігаючи здатність не створювати радіоперешкод.

3.3 Виділити ту зону елементів (зазначену на кроці 3.2.), що не справляється з необхідним за ІКР комплексом двох взаємодій. Що в цій зоні – речовина, поле? Показати цю зону на схематичному рисунку, позначивши її кольором, штрихуванням і т. ін.

Приклади

Та частина простору, що займав відсутній блискавковідвід. Речовина (стовп повітря), пронизувана вільно радіохвилями.

3.4 Сформулювати суперечливі фізичні вимоги, що пред’являються до стану виділеної зони елемента конфліктуючими взаємодіями(діями, властивостями).

а) Для забезпечення (вказати корисну взаємодію чи ту взаємодію, яку треба зберегти) необхідно (вказати фізичний стан: бути нагрітою, рухливою, зарядженою і т. ін.);

б) Для запобігання (указати шкідливу взаємодію чи взаємодію, яку треба ввести) необхідно (указати фізичний стан: бути холодною, нерухомою, незарядженою і т. ін.).

Правило 9.Фізичні стани, зазначені в п.п. а і б, повинні бути взаємопротилежними.

Приклади

а) Щоб пропускати радіохвилі, стовп повітря повинен не бути провідником (точніше, не повинен мати вільних зарядів).

б) Щоб ловити блискавку, стовп повітря повинен бути провідником (точніше, повинен мати вільні заряди).

3.5. Записати стандартні формулювання фізичного протиріччя.

а) Повне формулювання: (указати виділену зону елемента) повинна (указати стан, відзначений на кроці 3.4.а), щоб виконувати (указати корисну взаємодію), і повинна (указати стан, відзначений на кроці 3.4.б), щоб запобігати (указати шкідливу взаємодію).

б) Коротке формулювання: (указати виділену зону елемента) повинна бути і не повинна бути.

Приклади

а) Стовп повітря повинен мати вільні заряди, щоб «ловити» блискавку, і не повинен мати вільних зарядів, щоб не затримувати радіохвилі.

б) Стовп повітря з вільними зарядами повинен бути і не повинен бути.

Частина 4. Усунення фізичного протиріччя

4.1.Розглянути найпростіші перетворення виділеної зони елемента, тобто розподіл суперечливих властивостей:

а) у просторі;

б) у часі;

в) шляхом використання перехідних станів, при яких протилежні властивості співіснують чи поперемінно з’являються;

г) шляхом перебудови структури: частки виділеної зони елемента наділяються існуючою властивістю, а уся виділена зона в цілому наділяється необхідною (конфліктуючою) властивістю.

Якщо фізична відповідь отримана (тобто виявлена необхідна фізична дія), перейти до 4.5. Якщо фізичної відповіді немає, перейти до 4.2.

Приклади

Задача може бути вирішена за 4.1.б і 4.1.в.

Вільні заряди самі з’являються у стовпі повітря на початкових етапах виникнення блискавки. Блискавковідвід на короткий час стає провідником, а потім вільні заряди самі зникають.

4.2.Використовувати таблицю типових моделей задач і вепольних перетворень. Якщо отримана фізична відповідь, перейти до 4.4. Якщо фізичної відповіді немає, перейти до 4.3.

Приклади

Модель задачі відноситься до класу 16. За типовим рішенням речовина В1 повинна роздвоюватися, стаючи то В1, то В2, тобто стовп повітря повинен ставати провідним з появою блискавки, а потім повер­татисяу непровідний стан.

4.3.Використовувати таблицю застосування фізичних ефектів і явищ. Якщо отримана фізична відповідь, перейти до 4.5. Якщо фізич­ної відповіді немає, перейти до 4.4.

Приклади

Задача: за таблиці підходить п.23 – іонізація під дією сильного електромагнітного поля (блискавка) і рекомбінація після зникнення цього поля (радіохвилі – слабке поле). Інші ефекти відносяться до рідин і твердих тіл, вимагають уведення добавок і не забезпечують самокерування.

4.4.Використовувати таблицю основних прийомів усунення технічних протиріч. Якщо до цього отримана фізична відповідь, використовувати таблицю для її перевірки.

Приклади

За умовами задачі треба ліквідувати дію блискавки – шкідливого зовнішнього фактора (рядок 30). Відомий шлях – установити звичайний металевий блискавковідвід. Програш – поява радіотіни, тобто виникнення шкідливого фактора, створюваного самим блискавковідводом (стовпчик 31). У таблиці ця клітинка порожня. Візьмемо колонку 18 (зменшення освітленості, поява оптичної тіні замість радиотени). Прийоми: 1, 19, 32, 13. Прийом 19 – одна дія відбувається в паузах іншої.

4.5. Перейти від фізичної відповіді до технічної: сформулювати спосіб і дати схему пристрою, що здійснює цей спосіб.

Приклади

Щоб у повітрі з’явилися вільні заряди, потрібно зменшити тиск. Буде потрібна оболонка, щоб тримати цей стовп повітря при зниженому тиску. Оболонка повинна бути з діелектрика, інакше вона сама дасть радіотінь.

А. с. №177497: «Блискавковідвід, що відрізняється тим, що з метою додання йому властивості радіопрозорості він виконаний у вигляді виготовленої з діелектричного матеріалу герметично закритої труби, тиск повітря в якій обраний з умови найменших газорозрядних градієнтів, викликуваних електричним полем блискавки, що розвивається».

Частина 5. Попередня оцінка отриманого рішення

5.1.Провести попередню оцінку отриманого рішення.

Контрольні питання.

Чи забезпечує отримане рішення виконання головної вимоги ІКР ( «Елемент сам...»)?

Яке фізичне протиріччя усунуте (і чи усунуте) отриманим рішенням?

Чи містить отримана система хоча б один добре керований елемент? Який саме? Як здійснювати керування?

Чи підходить рішення, знайдене для «одноциклової» моделі задачі, до реальних умов з багатьма «циклами»?

Якщо отримане рішення не задовольняє хоча б одному з контроль­них питань, повернутися до 2.1.

5.2.Перевірити (за патентними даними) формальну новизну отриманого рішення.

5.3. Які підзадачі можуть виникнути при технічній розробці отриманої ідеї? Записати можливі підзадачи – винахідницькі, конструкторські, розрахункові, організаційні.

Частина 6. Розвиток отриманої відповіді

6.1.Визначити, як повинна бути змінена надсистема, у яку входить змінена система.

6.2. Перевірити, чи може змінена система застосовуватися по-новому.

6.3.Використовувати отриману відповідь при вирішенні інших технічних задач.

а) Розглянути можливість використання ідеї, зворотної отриманій.

б) Побудувати таблицю «розташування частин – агрегатні стани виробу» чи таблицю «використані поля – агрегатні стани виробу» і роз­глянути можливі перебудови відповіді за позиціями цих таблиць.

Частина 7. Аналіз ходу вирішення

7.1.Порівняти реальний хід вирішення з теоретичним (за АВВЗ). Якщо є відхилення, записати.

7.2. Порівняти отриману відповідь з табличними даними (таблиця вепольних перетворень, таблиця фізичних ефектів, таблиця основних прийомів). Якщо є відхилення, записати.